DE4221221C1

DE4221221C1 -

Info

Publication number: DE4221221C1
Application number: DE4221221A
Authority: DE
Inventors: Clemens 4270 Marl De Hinz
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1992-06-27
Filing date: 1992-06-27
Publication date: 1993-09-16
Anticipated expiration: 2012-06-28
Also published as: EP0646214B1; DE59303589D1; DE4221221C2; US5553677A; EP0646214A1; ES2091616T3; WO1994000670A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Vermessungsverfahren für Seil kernbohrungen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens.

Aus der Druckschrift "HORIZONTAL WELL LOGGING BY SYMPHOR", Eighth European Formation Evaluation Symposium, in London, 1983, ist ein Bohrlochmeßverfahren und eine zugehörige Vor richtung bekannt, mit dem insbesondere horizontale oder abge lenkte Bohrungen vermessen werden können, wobei die Meßsonde am Ende des Bohrgestänges angebracht ist und zwischen Bohrgestänge und einem Meßwagen über Tage ein Meßkabel vorgesehen ist, das über eine Kabelwinde bewegt werden kann. Die Meßsonde besteht aus einer mit dem Kabelschuh mechanisch und elektrisch ver bundenen Schwerstange, an die eine Kupplungsstange anschließt, denen die Meßwerkzeuge nachgeschaltet sind. Die Sonde umfaßt weiterhin ein Kupplungsgehäuse zum Anschluß an das Bohrgestänge und ein Schutzgehäuse für die Meßwerkzeuge, das eine Meßöffnung aufweist. Bei diesem Meßverfahren und der zugehörigen Meßvorrichtung ist es nachteilig, daß die Meßsonde fest mit dem Bohrgestänge verbunden ist, so daß das Bohrgestänge vor jeder Messung ausgebaut werden muß, um die Bohrkrone am unteren Ende des Bohrstrangs auszubauen und die Meßsonde dort einzubauen.

Es ist weiterhin aus "Efficiently log and perforate 60°+ wells with coiled tubing", WORLD OIL, July 1987, S. 32, 33, 35, bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung be kannt, bei dem anstelle des Bohrgestänges ein spezieller auf rollbarer Schlauch verwendet wird, der mit einem Spezial- Schlauchhaspel zusammenwirkt und an dessen Ende eine Meßsonde anschließbar ist, beispielsweise eine Gammasonde, eine Or tungssonde für Verrohrungsverbindungen bzw. eine Akustiksonde zur Güteprüfung der Ringspaltzementierung zwischen Verrohrung und Gebirge. Bei diesem Vermessungsverfahren und der Vorrich tung zu dessen Durchführung ist eine schnelle Untersuchung solcher Bohrungen möglich, bei denen der Bohrturm bereits ab gebaut ist. Andererseits ist es nachteilig, daß ein spezieller Haspel und ein spezielles Schlauchgestänge benötigt werden, um die erforderlichen Messungen durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vermessungsverfahren für Seilkernbohrungen vorzuschlagen, bei denen mit einer auswechselbaren Meßsonde gearbeitet werden kann, ohne das Bohrgestänge ausbauen zu müssen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuschlagen.

Hinsichtlich des Vermessungsverfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine Weiterbildung des Vermessungsverfahrens ist in Anspruch 2 niedergelegt.

Vorrichtungen zur Durchführung des Vermessungsverfahrens nach Anspruch 1 oder 2 sind durch die Merkmale der Ansprüche 3 bis 7 gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Vermessungsverfahren für Seilkernbohrungen und die zugehörige Vorrichtung eignen sich optimal für die geophysikalische Vermessung von stark abgelenkten Bohrungen. Mit diesem neuen Vermessungskonzept, das aufautark funktio nierenden Meßsonden basiert, die mit dem üblichen Kernrohr in das Gestänge eingespült werden und deren Sensoren vorn aus der Bohrkrone herausschauen, wird das Ausbauen des Bohrgestänges vor dem Vermessen vermieden, so daß der Arbeits- und Zeitauf wand für die Vermessungsarbeiten ganz wesentlich verringert werden kann. Während des Meßvorganges selbst ist keine Kabel verbindung erforderlich, so daß auch keine aufwendige Sei teneingänge in das Gestänge benötigt werden. Da die Meßsonden innerhalb des Gestänges untergebracht sind, treten keine Meß sondenverluste auf.

Vorzugsweise wird bei jeder Messung gleichzeitig die Teufen veränderung über einen Gestängewegaufzeichner aufgenommen und über die Zeit korrelierbar gespeichert. Nach der Beendigung der Messung wird die Meßsonde aus dem Kernrohr geborgen und aus gelesen. Gleichzeitig werden den Meßdaten die Zeit- und Teufendateninformationen zugeordnet und daraus ein Teufe-Daten- File erstellt, der an Ort und Stelle auf einem Drucker ausgeplottet werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeich nung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Vermessungsver fahrens für Seilkernbohrungen sowie ein Kernaußenrohr und ein Kerninnenrohr mit Meßsonde zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 2 ein Kernaußenrohr mit Bohrkrone;

Fig. 3 ein Kerninnenrohr und

Fig. 4 eine am Kerninnenrohr anordenbare Meßsonde.

In Fig. 1 ist das Prinzip des erfindungsgemäßen Vermessungs verfahrens für Seilkernbohrungen sowie ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes, mit einer Bohrkrone 2 bestücktes Kern außenrohr 4 mit einem Kerninnenrohr 3 abgebildet, das mit einer Meßsonde 24 verbunden ist und zum Bergen an einen Kern rohrfänger 7 anschließbar ist. Das Kernaußenrohr 4 ist an ein Kernbohrgestänge 6 angeschlossen, das sich in einem Bohrloch 26 mit einem abgelenkten Teil 27 befindet. Das im Kernaußenrohr 4 untergebrachte Kerninnenrohr 3 mit der Meßsonde 24 ist im Bei spiel der Fig. 1 bereits durch Einspülen mit Spülflüssigkeit an die tiefste Meßstelle vor der Bohrlochsohle 31 gelangt. Der Kernrohrfänger 7 befindet sich noch im geraden Teil des Bohr lochs 26. Er wird - ebenfalls durch Einspülen mit Spülflüs sigkeit - im Kernbohrgestänge 6 an einem Kernseil 8 zum Kern innenrohr 3 bewegt und daran über einen Fangdorn 5 ange schlossen. Das Kernseil 8 wird über eine Seilwinde 9 beim Einfahren in das Bohrloch 26 abgebremst und beim Ausfahren aus dem Bohrloch 26 gezogen. Die Seilwinde 9 ist neben einem Bohr turm 25 angeordnet, der über dem Bohrloch 26 errichtet ist. Der Weg des Kernbohrgestänges 6 wird über einen Gestängewegauf zeichner 1 gemessen und über die Zeit korrelierbar gespeichert.

Die energetisch autarke Meßsonde 24 verfügt über ein Sensorteil 22, das durch die Bohrkrone 2 hindurch einen meßtechnisch freien Zugang zur Wandung 30 des Bohrlochs 26, 27 hat, um Meßdaten, beispielsweise über die Beschaffenheit des Gebirges 29 und der Bohrlochwandung 30 sowie das Bohrlochkaliber 28, zu erlangen.

Die Fig. 2 zeigt Einzelheiten des Kernaußenrohres 4, das an einem Ende die Bohrkrone 2 trägt und an dessen anderem Ende eine Verriegelung 10 und eine Landeschulter 11 zur Fixierung des Kerninnenrohres 3 angebracht sind.

Aus Fig. 3 sind die Einzelheiten des Kerninnenrohrs 3 er sichtlich, dessen äußere Abmessungen ein Einschieben in das Kernaußenrohr 4 erlauben. An das Kerninnenrohr 3 ist an einem Ende eine Kernfanghülse 17 angeschraubt, die den während des Bohrvorganges mit der Bohrkrone 2 aus dem Gebirge 29 her ausgebohrten Bohrkern umschließt und nach Beendigung eines Bohrabschnittes den von einem Kernbehälter 16 des Kern innenrohrs 3 aufgenommenen Bohrkern trägt, wenn dieser mit dem Kerninnenrohr 3 zur Bergung aus dem Bohrloch 26, 27 nach über Tage gebracht wird. Dort wird die Kernfanghülse 17 vom Kerninnenrohr 3 abgeschraubt und der Gesteinskern entnommen. Zum Vermessen des Bohrloches 26, 27 wird anstelle der Kern fanghülse 17 die Meßsonde 24 über einen Kernfanghülsenadapter 20 an das Kerninnenrohr 3 angeschraubt und letzteres wieder in das Kernbohrgestänge 6 eingespült.

Der Kernbehälter 16 ist an seinem anderen Ende mit einem Kernrohrkopf 35 verbunden, der einen Spülkopf 15 trägt, an den über eine Gewindespindel 34 ein Rückzugsgehäuse 36 längen veränderlich anschließt, das aus einem Drehlagerteil 14, einem Landering 13 und einem Riegel 12 besteht und an das der Fangdorn 5 angeschlossen ist. Der Landering 13 kommt beim Ein führen des Kerninnenrohres 3 in das Kernaußenrohr 4 auf der Landeschulter 11 zur Anlage. In dieser Stellung rastet gleich zeitig der Riegel 12 des Kernrohrkopfes 35 in die Verriegelung 10 des Kernaußenrohres 4 ein. Auf diese Weise ist das Kern innenrohr 3 fest im Kernaußenrohr 4 verankerbar. Mit dem Fang dorn 5 ist der Kernrohrfänger 7 an das Kerninnenrohr 3 an schließbar, wenn das Kernrohr 3 aus seiner Verankerung gelöst und aus dem Bohrloch 26 herausgezogen werden soll.

In Fig. 4 ist die Meßsonde 24 abgebildet. Aus dieser Darstel lung geht der allgemeine Aufbau der Meßsonde 24 hervor. Sie besteht aus einem Sensorteil 22 mit einer Führungsnase 23 und einer Induktionsspule 21 sowie dem Kernfanghülsenadapter 20. Der Sensorteil 22 ragt beim Messen aus der Bohrkrone 2 heraus. An der anderen Seite der Meßsonde 24 ist ein Sondenrohr 32 am Kernhülsenadapter 20 angebracht. In dem Sondenrohr 32 sind ein Elektronikteil 33 mit Datenspeicher 19 und eine Batterie 18 (als Stromquelle) enthalten. Das Sondenrohr 32 ist nach dem Anschließen der Meßsonde 24 an das Kerninnenrohr 3 geschützt in diesem untergebracht.

Bezugszeichenliste

1 Gestängewegaufzeichner
2 Bohrkrone
3 Kerninnenrohr
4 Kernaußenrohr
5 Fangdorn
6 Kernbohrgestänge
7 Kernrohrfänger
8 Kernseil
9 Seilwinde
10 Verriegelung
11 Landeschulter
12 Riegel
13 Landering
14 Drehlagerteil
15 Spülkopf
16 Kernbehälter
17 Kernfanghülse
18 Batterie
19 Datenspeicher
20 Kernfanghülsenadapter
21 Induktionsspule
22 Sensorteil
23 Führungsnase
24 Meßsonde
25 Bohrturm
26 Bohrloch
27 abglenktes Bohrloch
28 Bohrlochkaliber
29 Gebirge
30 Bohrlochwandung
31 Bohrlochsohle
32 Sondenrohr
33 Elektronikteil
34 Gewindespindel
35 Kernrohrkopf
36 Rückzugsgehäuse

Claims

1. Vermessungsverfahren für Seilkernbohrungen, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Kerninnenrohr (3) mit daran be festigter autark funktionierender Meßsonde (24) in ein Kernbohrgestänge (6) eingespült und in einem Kernaußenrohr (4) mit Bohrkrone (2) über eine Kernrohrkupplung (10, 11; 12, 13) arretiert wird, von der Meßsonde (24) beim Herausziehen des Kernbohrgestänges (6) Meßwerte aufgenom men und zeitabhängig in der Meßsonde (24) zwischenge speichert werden und die Meßwerte nach dem Herausziehen des Kerninnenrohres (3) mit der daran befestigten Meßsonde (24) über einen tragbaren PC aus der Meßsonde (24) ausgelesen werden.

2. Vermessungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die jeweilige Meßteufe über einen Gestänge wegaufzeichner (1) ermittelt und über die Zeit korre lierbar gespeichert wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Vermessungsverfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine autarke Meßsonde (24) über einen Kernfanghülsenadapter (20) lösbar an ein Kerninnenrohr (3) angeschlossen ist, das in einem Kernaußenrohr (4) verankerbar ist und das nach durchgeführter Messung zum Bergen an einen Kern rohrfänger (7) anschließbar ist, der an ein Kernseil (8) angeschlagen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (24) aus einem Sensorteil (22) mit Führungs nase (23) und Induktionsspule (21), einem Kernfanghül senadapter (20) sowie einer Energieversorgung (18), einem Elektronikteil (33) und einem Datenspeicher (19) besteht, die in einem Sondenrohr (32) untergebracht sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kerninnenrohr (3) aus einem mit dem Kernfanghülsen adapter (20) der Meßsonde (24) verbindbaren Kernbehälter (16) zur Aufnahme des Sondenrohrs (32) und aus einem Kernrohrkopf (35) besteht, der einen Spülkopf (15) und ein daran verstellbar über eine Gewindespindel (34) befestig tes Rückzugsgehäuse (36) umfaßt, das aus einem Drehlager teil (14), einem Landering (13), einem Riegel (12) sowie einem Fangdorn (5) gebildet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernaußenrohr (4) mit Bohrkrone (2) eine Landeschulter (11) als Widerlager für den Landering (13) des Kernrohr kopfes (35) des Kerninnenrohrs (3) sowie eine Verriegelung (10) für den Riegel (12) des Kerninnenrohrs (3) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich net, daß an das Bohrgestänge (6) ein Gestängewegauf zeichner (1) anschließbar ist.